農薬の基礎知識

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そうりんうづき
5 years ago
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1 Ⅰ. 農薬について 1. 農薬とは (1) 農薬ってなに? 作物を栽培すると病気や害虫雑草やねずみなどの被害を受ける場合がありますこれら有害な生物から農作物を保護し収量や品質の維持商品価値の向上のために使われるものを農薬といいます農薬取締法では次の用途に使用するものを農薬と定義しています分類使用する用途殺虫剤作物を加害する害虫を防除する薬剤殺菌剤作物を加害する病害を防除する薬剤殺虫殺菌剤害虫病害を同時に防除する薬剤除草剤雑草を防除する薬剤殺そ剤作物を加害する野ねずみを防除する薬剤植物成長調整剤作物の生育促進抑制する薬剤誘引剤害虫をにおいなどで誘い寄せる薬剤展着剤他の薬剤と混ぜ付着性を高める薬剤天敵作物を加害する害虫の天敵微生物剤微生物を用いて作物を加害する病害虫等を防除する剤この他農林水産大臣環境大臣が指定する特定農薬があります ( 現在 2003 年 3 月に定められた重曹食酢周辺で採取された天敵の 3 種類 ) (2) 農薬の果たす役割農薬は農作物を病害虫雑草から保護し農業の生産性向上を図るための重要な基幹資材のひとつです主要農産物の収量についてここ 50 年の推移 ( 下図 ) を見ると各作物とも高い値を示しておりますこの高い生産力は農薬によって支えられている部分が多く農薬の果たしている役割は非常に大きいといえます指数 (%) 主要作物の 10a 当たり収量推移年水稲キャベツダイコンリンゴ ( 日本植物防疫協会農薬概説 (2007) より )

2 (3) 病害虫と雑草による被害作物は野生の植物の中から人間にとって利用価値の大きな特定の形質を持ったものを選び改良したものです農業とは害虫が好んだり病害に弱い作物を一か所に大量に集め栽培することであるから作物を好む病害虫にとっては何も処置していない田んぼや畑は楽園となりますこのためいったん病害虫が発生すれば大きな被害が出ます雑草にとっても肥料や水が与えられる田畑はとても居心地の良い場所となります 1 病害現在日本で報告されている植物の病害は 6,000 以上にものぼりこのうち大部分は農作物の病害です病害を誘発する要因は複雑ですが主な要因としては農作物自体の病害に対する性質と栽培環境をあげることができます病害による被害の形態は様々ですが生育に大きな障害をおよぼし収穫物の品質や収量に影響するばかりでなく翌年の被害にもつながる場合があります 2 虫害農作物を加害する害虫は膨大な種類にのぼりそれらの多くは昆虫に属します日本では 29,000 種あまりの昆虫が記録されていて 1 割弱の約 2,400 種が害虫として報告がありますこのなかには国外から移入し定着したと考えられている害虫が約 1 割占めています一般的に害虫は圃場周辺の植物や土壌中あるいは家屋等の様々な環境で越冬し翌年の発生源となります害虫の被害は直接的な食害が中心になりますが吸汁等によって生育阻害をもたらすものあるいはウイルス病を媒介する等の二次的な問題を引き起こすものも尐なくありません 3 雑草害雑草による被害とは主としてその繁茂によって農作物の生育が阻害され収量の減尐をもたらしたり品質の低下を招くことですこのほか雑草が病害虫の生息地となる場合もあり病害虫防除の対策として周辺雑草の防除が指導されておりますまた機械収穫を行う場合雑草を一緒に刈り込むことにより機械の損傷や作動トラブルの原因となったり雑草の混入によって着色等の問題から収穫物の品質に影響を与える場合もあることから雑草防除は重要となります病害虫雑草による減収と出荷金額への影響調査事収量出荷金額作物名例数減収率 (%) 減益率 (%) 水稲小麦大豆りんごキャベツだいこんきゅうりトマトばれいしょなすとうもろこし ( 注 ) 減収率は慣行防除区との比較 ( 社団法人日本植物防疫協会農薬概説 (2007) より )

3 (4) 農薬の位置づけ病害虫雑草の被害を回避する手段は様々な方法が考えられますが大きく分類すると病害虫を発生させないような対策と発生してからの対策に分けられます前者は耕種的な防除など品種や栽培管理によるものが中心で後者は農薬による対処が主体となります農薬が作物保護の重要な手段となっているのは他の防除手段と比べ効果省力コスト面で概して優れているためで病害虫防除だけでなく優れた除草剤の出現によって除草作業が飛躍的に改善されました ( 右図 ) 農薬は農作物の高品質安定生産省力栽培に不可欠なものです今後農薬以外の様々な防除方法の開発が期待されますが農薬はそれらを補完しつつより優れた作物保護の技術を確立するうえでも重要な役割を担うものと考えられます労働時間 (10a) 水稲での除草時間の推移 S24 年 S40 年 S50 年 S60 年 H2 年 H11 年 ( 日本植物調節剤研究協会資料より ) 2. 農薬の種類 (1) 農薬の名称農薬の名称には一般的に製品として流通している商品名と学術的国際的な場面で使用される有効成分の名称などがありますこの有効成分には種類名 ( 農水省が農薬登録の際命名 ) 一般名 ISO 名 ( 化学名を簡略した名前国際標準名 ) 化学名( 有効成分の化学的構造を示した名前 ) があります農薬の名称例商品名有効成分種類名一般名 ISO 名化学名スミチオン乳剤 MEP フェニトロチオン O,O-シメチル-O-(3-メチル-4-ニトロフェニル ) チオホスフェートジェイエース水溶剤アセフェートアセフェート O,S-シメチル-N-アセチルホスホロアミトチオエートトップジン M 水和剤チオファネートメチルチオファネートメチル 1,2-ヒス (3-メトキシカルホニル-2-チオウレイト ) ヘンセンダコニールエース TPN クロロタロニルテトラクロロイソフタロニトリルクサトリキングクリホサートイソフロヒルアミン塩クリホサートイソフロヒルアミン塩イソフロヒルアンモニウム =N-( ホスホノメチル ) クリシナートゲザノンフロアブルアトラシンアトラシン 2- クロロ -4- エチルアルミノ -6- イソフロヒルアミノ -s- トリアシンメトラクロールメトラクロール 2- クロロ -2 - エチル -N-(2- メトキシ -1- メチルエチル )-6 - メチルアセトアニリト

4 (2) 農薬の分類農薬には一般的に使用目的による分類製品の剤型による分類有効成分の化学的分類の大きく 3 つの分類方法があります 1 剤型別分類について大部分の農薬は使いやすく防除効果を十分発揮させるため有効成分に増量剤や補助剤を加えたり有効成分を溶剤に加え様々な形状の商品に仕上げられていますこれを製剤といい粉剤粒剤などの製剤の形態を剤型といいます最近では製剤技術の進歩により多彩な剤型や働きを持たせることができるようになりましたまた扱いやすさや品質の保持だけでなく人や環境への影響をより尐なくし省力や省資源に役立つ製剤も開発されています製剤化の主な目的 a. 農薬を使いやすい形にする b. 農薬の効力を最大限に発揮させる c. 使用者への安全性を高め環境への影響を抑える d. 作業性を改善し省力化する e. 剤型を工夫し既存の有効成分の用途を拡大する主な剤型の特長について [DL 粉剤 ] 有効成分凝集剤分解防止剤帯電防止剤増量剤などからなる微粉状の製剤で粒径は 20 ~30μ m ですほとんどの有効成分を製剤化することができるメリットがあります [ 粒剤 ] 有効成分結合剤崩壊剤分散剤増量剤からなる粒状の製剤で粒径は 300~1700μ m 程度です散布する時風による農薬のドリフトを抑えることができます [ 水和剤 ] 有効成分界面活性剤増量剤からなる微粉状の製剤で使う時は水で希釈し散布します広い範囲の有効成分を製剤化でき植物への影響も尐ない特長があります水和剤を水溶性フィルムで包装し薬剤調整時に粉立ちしないようにしたものもあります [ 顆粒水和剤 ] 有効成分を界面活性剤増量剤とともに顆粒状にした製剤で水中に投入すると速やかに崩壊し分散します顆粒状のため水和剤に比べ粉立ちがなく使いやすい製剤です [ フロアブル ] 固体の有効成分を細かい微粒子として水に分散させた製剤で薬液調整時の粉立ちがなく水に速やかに分散します水田除草剤ではそのまま散布するタイプもあります [ 乳剤 ] 有効成分を界面活性剤とともに有機溶剤に溶かした製剤で使う時は水で希釈し散布します [ エマルション ] 水に溶けない液状の有効成分や尐量の有機溶媒に溶かして液状にした有効成分を界面活性剤などを用いて水中に微粒子として乳化分散させた製剤で引火性がなく人や動物への影響を軽減しています ( 農薬工業会ホームヘーシより )

5 主な製剤の組成製剤名略称組成製剤形状希釈液備考液体乳剤 EC 有効成分有機溶媒界面活性剤透明製剤は危険物に該 ( 乳化剤 ) 液体乳白色当するのが多いエマルション剤 ( 乳剤 ) EW 液状有効成分 ( 水に不溶 ) 有機溶乳白色液体水ヘースなので危険物媒界面活性剤や水溶性ホリマー水液体に該当しない液剤 SL 水溶性有効成分界面活性剤水透明透明水溶性の有効成分マイクロエマルション剤 ( 液剤 ) ME 有効成分界面活性剤水液体液体有効成分は水不溶フロアフルソル ( 水和剤 ) サスホエマルション剤 ( 水和剤 ) SC FL SE 固体有効成分水増粘剤界面活性剤 ( 分散剤 ) 有効成分有機溶媒水増粘剤界面活性剤や水溶性ホリマー不透明液体懸濁液懸濁製剤水ヘースのため危険物に該当せず固体水和剤 WP 顆粒水和剤トライフロアフル WDG DF 微粉水と混ぜ懸濁有効成分キャリアー ( 鉱物性増量剤 ) 懸濁液界面活性剤 ( 分散剤 ) 顆粒調整時の舞上り防止水溶剤 SP 水溶性有効成分キャリアー ( 水溶性増微粉透明希釈液は透明顆粒水溶剤 WSG 量剤 ) 界面活性剤顆粒液体調整時の舞上り防止粒剤 G 顆粒粒径 0.3~1.7 mm 粉剤 DL 粉剤微粒剤 ( 粉粒細粒剤 ) D DL FG 有効成分キャリアー ( 鉱物性増量剤 ) 界面活性剤微粉顆粒そのまま散布 DL: トリフトレスの略粒剤より粒子細かい FD 剤 FD 微粉ハウス内で浮遊させるその他製剤 : ジャンボ剤くん煙剤くん蒸剤塗布剤ペーストマイクロカフセル剤油剤など粉剤粒剤粉粒剤の種類と粒径物理的性状の粒度呼称種類名に使われる剤型商品名に使われる剤型細粒微粒粗粉微粉粉粒剤粒剤粉剤粒剤微粒剤粉剤微粒剤 F 細粒剤 F 粒径 μ m DL 粉剤一般粉剤 FD 平均粒径 ( 社団法人日本植物防疫協会農薬概説 (2007) より )

6 2 農薬の有効成分による分類現在使われている農薬の大部分は有機合成化合物を有効成分としているのでその化学組成により分類ができます化学的に同一系統の薬剤は同じ作用機構をもち薬剤の特長も似ている場合が多いことからこれらの化学的な分類を知ることは農薬使用において耐性菌や抵抗性害虫の発生を未然に防ぐためのローテーション防除を行う場合の薬剤選定に役立ちます有効成分による分類分類代表的な薬剤名殺虫剤化学農薬天然化合物除虫菊マシン油有機合成化合物有機リン系オルトランシェイエースタイアシノンスミチオンエルサンカーバメート系ランネートハイテートテナホンカセットオンコルハッサピレスロイド系トレホンアティオンマフリックケットアウトハイスロイトネライストキシン系ハタンルーハンネオニコチノイド系アトマイヤーモスヒランスタークルタントツアクタラヘストカート昆虫成長抑制剤アタフロンノーモルトロムタンアフロートその他キラッフコテツフリンスマリックスフレオ殺ダニ剤タニカットヒラニカサンマイトタニトロンニッソランコロマイト殺線虫剤 D-D 生物農薬 BT チリカフリタニオンシツツヤコハチ殺菌剤化学農薬無機化合物ホルトー液石灰硫黄合剤有機合成化合物有機硫黄系クリーンヘンコセフエムタイファーヒスタイセンチウラム有機リン系キタシン P メラニン生合成阻害剤ヒームコラトッフベンゾイミダゾール系トッフシン M ヘンレートジカルボキシイミド系スミレックスロフラール酸アミド系モンカットハシタックリトミルステロール生合成阻害剤シルハキュアチルトトリフミンホクカートフランタムメトキシアクリレート系ストロヒーアミスターオリフライトフリントアニリノピリミジン系ユニックスフルヒカ合成抗細菌剤スターナ土壌殺菌剤カスタートクロルヒクリンタチカレンその他オリセメートフシワンヘフランフロンサイトモンセレンタコニール抗生物質カスミンハリタシンホリオキシン生物農薬ハイオキーハーエコショットエコホーフ

7 除草剤化学農薬有機合成化合物分類代表的な薬剤名無機化合物フェノキシ系カーバメート系酸アミド系尿素系スルホニルウレア系トリアジン系ダイアジノン系ダイアゾール系ビピリジリウム系ジニトロアニリン系アミノ酸系ニトリル系シクロヘキサンシオン系その他テソレート 2.4D ソータ塩粒状水中 MCP クロロ IPC サターンソルネットマーシエットアーシランラッソーロロックス DCPA ワンホーフハーモニーケサフリムケサカートハサクランホロシルサンハートレクロックストレファノサイトコーコーサンクサトリキンクハスタハーヒーアクチノールカソロンナフセレクトヘクサーモケトン ( 農薬工業会ホームヘーシより ) (3) 農薬の登録数農薬の有効成分は平成 19 年度で 522 種類ありますが農薬の登録件数は 4,241 件となりますこれは同じ有効成分でも剤型や成分含有量が異なったり製造会社が違っていれば登録を受けなければならないため 4,000 を超える件数になっています年次別の有効登録農薬の推移は次の通りです 1970 年までの増加傾向が減尐に転じたのは 71 年に農薬取締法の大幅な改正により安全性についての規制が厳しくなったためで最近は 4,500 件程度で推移しています有効登録件数農薬有効登録件数の推移 (1950~2007) ( 農薬工業会ホームヘーシより )

8 3. 農薬の開発農薬の開発には非常に長い年月がかかります新規化合物が合成されてから市場に出るまでには 10 年以上開発費用も 100~150 億円かかります 1975 年頃は新規化合物が商品になる確率は平均で 1 万 ~2 万分の 1 という報告がありましたその後農薬に求められる条件が年を追うごとに厳しくなり現在ではその確立は 5 万分の 1 以下といわれています項目探索研究薬効薬害試験毒性試験過程年次生体内運命残留試験水産有用生物影響試験製剤研究など特許登録申請開発段階研究段階フェー登録段階市販段階フェース 2 フェース 3 ス合成生物活性検定類縁化合物の検索ホット特性試験小規模ほ場試験急性毒性 ( 経口経皮吸入 ) 出願魚毒性委託ほ場試験適用拡大刺激性 ( 皮膚眼アレルギー ) 変異原性催奇形性反復投与繁殖毒性 (2 世代 ) 発がん性 (2 年 2 動物 ) 動物作物土壌水中運命予備試験試料作成分析 ( 動物作物土壌 ) 蚕ミツハチ鳥天敵分析法 ( 原体製剤残留 ) 原体製造研究プラント設計製造設備投資製剤研究企画など設備投資審査請求公告申請承認生産販売 ( 社団法人日本植物防疫協会農薬概説 (2007) より )

9 (1) 開発のプロセス 1 スクリーニング農薬の開発はまず生理活性物質を探索することから始まりますその探索には既に実用化されている成分やその類縁化合物から得られる化学構造と生理活性の関係天然の生理活性物質の研究調査動植物や病原菌の生化学的な研究から得られる情報などをヒントに合成すべき化合物の概念を定め数多くの化合物を合成します次に実験室で飼育培養されている昆虫病原菌などを用いて化合物の活性を検定する生物試験を行いますこの過程を繰り返しながら目的にかなう化合物を選抜 ( スクリーニング ) します近年安全性に対する諸条件が厳しくなっていることや時代と共に開発目標や要望等のハードルが高くなり新農薬の発明成功の確率は極めて低くなっています 2 効果毒性残留性などの試験スクリーニングと平行して急性毒性試験が行われ新農薬の候補化合物が絞り込まれます次に小規模圃場での薬効薬害試験安全性評価のための各種毒性試験分析法や製剤研究製造のための研究などが行われます昭和 40 年代中頃までは合成探索薬効薬害など生物試験製剤研究などが主体となりましたがそれ以降は各種の毒性試験代謝試験残留性試験など安全性評価に重点が置かれるようになりましたそのため 1 剤を開発するのに 10 年以上の期間を要し特に慢性毒性試験については結果がまとまるまで約 3 年の期間と数億円単位の費用が必要となります 3 総合評価登録申請開発の最終段階ではそれまで実施した薬効薬害各種の毒性残留性などの各種試験の成績と製造需要予測などの検討結果をもとに総合評価を行い製品化の意思決定がなされると登録申請し生産販売に向けて準備がなされます (2) 開発の現況 1 理想の農薬新農薬の開発目標は防除対象の病害虫雑草などの発生状況抵抗性耐性問題競合薬剤の有無や評価市場の動向人的物的資源技術などの諸要因を考慮し決められますが今日においては人畜のみならず環境に対してもより安全な農薬の開発が重要な目標のひとつとなっております理想的な農薬の具備すべき条件 (a) 目的の効果があり尐量で効き薬害がないこと (b) 高等動物に毒性が低いこと (c) 選択毒性のあること (d) 環境にやさしいこと (e) 薬剤抵抗性のつかないこと (f) 残効性残留性が適当であること (g) 安価であること (h) 施用しやすいこと

10 2 農薬開発の現状平成元年以降新しく開発された農薬は年間 20 成分前後 ( 天敵微生物等含む ) となっていますが農薬の開発には膨大な時間と経費を要することからある程度の販売額が継続的に見込めるものでなければ開発は難しい状況になってきております ( 件数 ) 年度別農薬登録された新規有効成分数 ( 平成元 ~18 年 ) 年度その他植調剤除草剤殺菌剤殺虫剤引用文献農薬概説 (2007) 社団法人日本植物防疫協会農薬工業会ホームヘーシ

( ア ) 殺菌剤を付した病害虫は薬剤耐性もしくは抵抗性個体群が出現している ( 詳細は 24~ ページを参照 ) ( 小麦 : 殺菌 ) 毒魚処理濃度量新性毒 ( ) は分類名等性眼紋病赤さび病褐色雪腐病規改訂茎葉散布劇 A 他合成ヘンソイミタソール 1

( ア ) 殺菌剤を付した病害虫は薬剤耐性もしくは抵抗性個体群が出現している ( 詳細は 24~ ページを参照 ) ( 小麦 : 殺菌 ) 毒魚処理濃度量新性毒 ( ) は分類名等性眼紋病赤さび病褐色雪腐病規改訂茎葉散布劇 A 他合成ヘンソイミタソール 1 イ病害虫防除ガイド掲載農薬一覧 ( 小麦 ) ( ア ) 殺菌剤を付した病害虫は薬剤耐性もしくは抵抗性個体群が出現している ( 詳細は 24~ ページを参照 ) ( 小麦 : 殺菌 ) ( ) は分類名眼紋病赤さび病褐色雪腐病 -62-1 種子浸漬 C 有機硫黄ヘンソイミタソールヘンレート T 水和剤 20 チウラムヘノミル 20 20 は種前 1 20 倍 10 分 2